Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Часто приходится иметь дело с такими жидкостями, концентрация которых неизвестна. Чрезмерно большое содержание флуоресцирующего вещества в таких растворах легко распознается по мутному свечению у самой поверхности сосуда, напоминающему опалесценцию коллоидных растворов*). Это обстоятельство обычно не учитывается практиками. Например, флуоресценция биологических жидкостей, как кровяной сыворотки, урины и т. п.,'описывается для жидкости в целом. Между тем достаточно капнуть ими в воду, чтобы наблюдать, как ярко разгорается при этом свечение раствора. Само собой понятно, что флуоресцентные наблюдения надо вести именно на таких разбавленных растворах.
Для того чтобы ориентироваться в том, насколько надлежит разбавить изучаемую жидкость, можно рекомендовать следующий прием: в открытый стаканчик с растворителем, освещенным сверху ультрафиолетовым светом, по каплям прибавляют исследуемую жидкость. В момент попадания в растворитель первых капель они ярко разгораются, а затем благодаря диффузии становится видимым только более слабое равномерное свечение по всему сосудику. Разгорание в момент прибавления становится все слабее по мере увеличения числа прибавленных капель и, наконец, прекращается, когда достигнута концентрация, отвечающая максимальной яркости свечения. После этого осторожным разбавлением раствора необ-
*) Опалесценция - рассеяние падающего света мелкодисперсной средой - иногда ошибочно воспринимается как свечение.
4]
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И СТЕПЕНИ ДИСПЕРСНОСТИ 49
ходимо убедиться в неизменяемости цвета флуоресценции при уменьшении концентрации. Этим путем легко предотвратить ошибки, которые обусловливаются влиянием концентрации раствора на цвет его флуоресценции. Как мы видели, в растворах наблюдается вторичная абсорбция флуоресцентного излучения самим же флуоресцирующим веществом в той области длин волн, где спектр его абсорбции и спектр флуоресценции взаимно перекрываются. Следовательно, при больших концентрациях флуоресцирующего вещества коротковолнЬвая часть его излучения может оказаться ослабленной и соответственно цвет флуоресценции измененным. При разбавлении раствора влияние вторичной абсорбции ослабевает, и соответственно флуоресценция "синеет". Например, флуоресценция акридина в кислой среде кажется тем зеленее, чем больше его концентрация; разбавленные растворы флуоресцируют сине-зеленым светом.
Таким образом, при осуществлении качественного флуоресцентного анализа растворов, обладающих абсорбцией в видимой части спектра, т. е. окрашенных растворов, надо помнить: если концентрация раствора недостаточно мала, то флуоресценция может оказаться измененной вследствие описанной выше реабсорбции флуоресцентного излучения самим флуоресцирующим веществом. '
Наконец, в связи со сказанным, заслуживает особого внимания следующее обстоятельство: в некоторых случаях флуоресценция относительно концентрированных растворов веществ ослабляется и даже исчезает при их разбавлении до концентрации, являющейся нормальной для наблюдений флуоресценции. Причина этого лежит в том, что свечение этих растворов обусловливается не самим веществом, а ничтожно малыми примесями; при разбавлении до концентрации, удобной для наблюдения флуоресценции интересующего вещества, содержание в растворе примесей настолько снижается, что свечение раствора становится незаметным.
Таким образом, можно судить о присутствии в веществе люминесци-рующих примесей по исчезновению флуоресценции при нормальном разведении раствора.
Обзор факторов, влияющих на люминесценцию растворов, будет неполным, если мы не примем во внимание, что свечение раствора может находиться в зависимости и от степени дисперсности флуоресцирующего вещества в нем. Так, Левшин [13] показал, что с увеличением концентрации родамина 6 Ж в пределах от 3-10'6до 1-10~3 г/мл выход флуоресценции падает с 1,00 до 0,17; одновременно резко деформируется спектр абсорбции. Левшин установил, что в этом случае повышение температуры снижает концентрационное тушение и одновременно уменьшается деформация спектров абсорбции: они становятся все более похожими на спектры абсорбции разбавленных растворов. Левшин показал, что найденные им экспериментальные данные хорошо могут быть объяснены появлением в концентрированных растворах ассоциированных молекул; на основании измеренных им коэффициентов абсорбции и флуоресцентных выходов он смог даже вычислить степень ассоциации в изучавшихся им растворах.
Итак, в отношении красителя родамина установлен факт снижения интенсивности флуоресценции в результате ассоциации молекул.
С другой стороны, из сообщения Шейбе [14] и его сотрудников мы узнаем о противоположном эффекте. Названные авторы наблюдали в водных растворах красителя - псевдоизоцианина не только появление новой полосы абсорбции, но и разгорание флуоресценции, шедшее параллельно с увеличением концентрации красителя. Вязкость раствора при этом резко возрастала; при концентрации 10~2 г/мл вся масса застывала.
4 Люминесцентный анализ
50
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФЛУОРЕСЦЕНЦИЮ
[ГЛ. XII
При нагревании до 30° С раствор становится снова подвижным, одновременно пропадают и флуоресценция и новая полоса абсорбции. Авторы объясняют наблюдаемое явление тем, что частицы воды окружают ионогенную часть молекулы красителя, остающиеся же свободными органические цепочки красителя соединяются в полимеры с измененной электронной структурой.
